DE2114289C3 - Electrical capacitor manufactured using a layer technique - Google Patents
Electrical capacitor manufactured using a layer techniqueInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen in Schichttechnik hergestellten elektrischen Kondensator, der aus auf einem isolierenden Substrat aufgebrachten, nebeneinander angeordneten und ungleich großen Grundschichten, die elektrisch leitend aber elektrisch voneinander getrennt und jeweils mit einem elektrischen Anschluß versehen sind, sowie aus einer auf diesen Schichten aufgebrachten Schicht aus einem dielektrischen Material und aus einer auf diesem Dielektrikum aufgebrachten elektrisch leitenden Deckschicht besteht und bei dem die Größen der von der Deckschicht Oberdeckten Rächenabschnitte der Grundschichten sich mindestens im Verhältnis eins zu zwei unterscheiden.The invention relates to an electrical capacitor produced in layer technology, which is based on base layers of different sizes applied to an insulating substrate, arranged next to one another, which are electrically conductive but electrically separated from one another and each with an electrical connection are provided, as well as consists of a layer of a dielectric material applied to these layers and of an electrically conductive cover layer applied to this dielectric, and at which the sizes of the surface sections of the base layers covered by the top layer are at least differ in a ratio of one to two.
Da derartige Kondensatoren Bestandteile von elektrischen Schaltungen sind, die beispielsweise mit auf dem Substratkörper angeordnet sein können, besteht im Regelfalle die Notwendigkeit eines Kapazitätsabgleichs. Ein solcher Abgleich ist beispielsweise zum Abtragen des Deckbelages des jeweiligen Kondensators durchführbar, wobei das Abtragen auf mechanischem Wege, mittels Elektronen-, Laserstrahlen oder Funkenerosion erfolgen kann. Treten jedoch innerhalb einer auf einem Substratkörper aufgebauten Schaltung, die z. B. in Dünn· oder Dickschichttechnik ausgeführt ist, Schichtkondensatoren mit sehr unterschiedlichen Kapazitätswerten auf, die in enger Toleranz ausgeführt werden sollen, ergibt sich der Nachteil, daß ein Kapazitätsabgleich bei den kleinen Kondensatoren, die dementsprechend geringe äußere Abmessungen aufweisen, erheblich erschwert oder sogar ganz ausgeschlossen ist.Since such capacitors are components of electrical circuits, for example with can be arranged on the substrate body, there is generally the need for a capacitance adjustment. Such a comparison can be carried out, for example, to remove the top layer of the respective capacitor, with the removal by mechanical means, by means of electron, laser beams or spark erosion can be done. However, occur within a circuit built on a substrate body, which z. Am Thin · or thick film technology is carried out, film capacitors with very different capacitance values, which are carried out in close tolerance are, there is the disadvantage that a capacitance adjustment in the small capacitors, which accordingly have small external dimensions, is made considerably more difficult or even completely ruled out.
Bei einem aus dem deutschen Gebrauchsmuster 69 38 492 bekannten in Schichtschaltungstechnik hergestellten Kondensator ist die Grundschicht in nebeneinander angeordnete Flächenabschnitte unterteilt, die im Verhältnis 1 :2 :4 :8 zueinander stehen und somitIn a capacitor known from German utility model 69 38 492 and manufactured using layer circuit technology, the base layer is subdivided into surface sections arranged next to one another, which in the Ratio 1: 2: 4: 8 to each other and thus gegenüber einer gemeinsamen Deckschicht die Kapazitätswerte C0 bzw. 2Ci bzw. 4Co bzw. 8Cq aufweisen. Die Flächenabschnitte der Grundschicht sind jeweils mit Anschlüssen versehen und über Kontaktelemente have the capacitance values C 0 or 2Ci or 4Co or 8Cq compared to a common cover layer. The surface sections of the base layer are each provided with connections and via contact elements wahlweise derart parallel zu schalten, daß Kapazitätswerte von Co bis 15Co realisierbar sind. Neben einer mechanischen Kontaktgabe erweist sich bei dieser Anordnung als Nachteil, daß der Kapazitätswert des Kondensators nur in Stufen von Co veränderbar undoptionally to be connected in parallel in such a way that capacitance values from Co to 15Co can be achieved. In addition to a Mechanical contact proves to be a disadvantage with this arrangement that the capacitance value of the Capacitor can only be changed in steps of Co and
ίο nicht stetig auf den gewünschten Wert abgleichbar ist. Wollte man nun in einem weitergehenden Schritt einen Abgleich z. B. durch Abtragen vornehmen, so wurden auch hier, infolge der Parallelschaltung der Teilkondensatoren, insbesondere bei den kleinen Teilkondensato-ίο cannot be continuously adjusted to the desired value. If you wanted to do a comparison z. B. make by ablation, so were also here, due to the parallel connection of the partial capacitors, especially with the small partial capacitors
:5 ren Schwierigkeiten wegen deren geringen äußeren Abmessungen auftreten.: 5 ren difficulties because of their low external Dimensions occur.
Ferner ist aus der US-Patentschrift 33 24 362 ein auf einem Substratkörper aufgebauter Schichtkondensator bekannt, der durch Trennschnitte in verschiedeneFurthermore, US Pat. No. 33 24 362 discloses a film capacitor built on a substrate body known that through separating cuts in different Kondensatoren aufgeteilt werden kann. Sofern es erwünscht ist, den Kapazitälswert eines auf diese Weise erhaltenen Kondensators genauer abzugleichen, so sind hierzu die Beläge des Kondensators entsprechend abzuschleifen. Hierbei zeigt sich jedoch wiederum, daßCapacitors can be split. If desired, the capacitance value of one in this way to match the capacitor obtained more precisely, the deposits of the capacitor are to be adjusted accordingly grind off. However, this again shows that kleine Kondensatoren infolge ihrer geringen Baugröße praktisch nicht mehr abgeglichen und somit auch nicht in engen Toleranzen erhalten werden können.small capacitors due to their small size practically no longer matched and therefore not can be obtained within tight tolerances.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen Kondensator der eingangs genannten Art zu schaffen,The invention is now based on the object of creating a capacitor of the type mentioned at the outset, der unabhängig von seinem Kapazitätswert und der Größe seiner spezifischen Kapazität mit geringem Aufwand und problemlos in einer industriellen Massenfertigung in engen Toleranzen herstellbar ist Erfindungsgemäß ergibt sich die Lösung dieserwhich regardless of its capacity value and the size of its specific capacity with little Effort and can be easily produced in an industrial mass production within narrow tolerances According to the invention, this results in the solution Aufgabe durch eine den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches entsprechende Ausbildung eines solchen Kondensators.Task through one of the distinguishing features of the claim corresponding training of such a capacitor.
Zwar ist es bei einem aus der US-PS 34 61362 entnehmbaren Kondensator auc'i. bekannt BlindbelägeAlthough it is auc'i in a capacitor that can be removed from US Pat. No. 3,461,362. known blind pads
■to vorzusehen. Jeder einzelne Blindbelag bildet aber für sich einen Kondensator, der sich aus der Serienschaltung zweier Kondensatoren, die über den Blindbelag verbunden sind, zusammensetzt Also setzt sich der aus der US-PS 34 61362■ to provide. However, every single blind covering forms for a capacitor, which is made up of the series connection of two capacitors over the dummy pad connected, composed So the US-PS 34 61 362 is composed entnehmbare Kondensator insgesamt aus der Parallelschaltung solcher Kondensatoren zusammen und eine Änderung des Kapazitätswertes des Kondensators erfolgt durch Ausschalten eines oder mehrerer der parallelgeschalteten Kondensatoren. Mithin ist auchtotal removable capacitor from the parallel connection of such capacitors together and one The capacitance value of the capacitor is changed by switching off one or more of the capacitors connected in parallel. So is also
so dieser Patentschrift nur das Abtrennen von Parallelkondensatoren zum Abgleich eines Kondensators zu entnehmen.so this patent only applies to the separation of parallel capacitors for balancing a capacitor remove.
Durch diese Maßnahme wird der Kondensators in eine Reihenschaltung von wenigstens zwei TeilkondenThis measure turns the capacitor into a series circuit of at least two partial condensers satoren unterschiedlicher Kapazität aufgeteilt, wodurch eine Vergrößerung der Deckschicht, die jeweils zwei Teilkondensatoren gemeinsam ist, erreicht wird. Hieraus ergibt sich der Vorteil, daß durch die Vergrößerung des für den einen Teilkondensator wirksamen Teils dersators of different capacities divided, whereby an enlargement of the cover layer, which is common to two partial capacitors, is achieved. This has the advantage that the enlargement of the part of the effective for a partial capacitor Deckschicht ein Kapazitätsabgleich durch Abtragen erheblich erleichtert und somit die Herstellung eines Kondensators innerhalb enger Toleranzen gewährleistet ist. Insbesondere ist vorteilhaft, daß innerhalb eines Schaltkreise genau abgleichbare Kondensatoren mitCover layer a capacity adjustment by removal considerably facilitated and thus the production of a capacitor is guaranteed within narrow tolerances. In particular, it is advantageous that within a Circuits with precisely adjustable capacitors extrem auseinanderliegenden Kapazitätswerten anfertigbar sind, ohne daß für die Kondensatoren mit kleinen Kapazitätswerten eine gesonderte Struktur, Technologie oder ein anderes Dielektrikum, was einer Verände-extremely different capacitance values can be produced without having to use small capacitors for the capacitors Capacitance values a separate structure, technology or another dielectric, which means a change
rung der spezifischen Kapazität entspricht, zur Anwendung kommen muß. Ferner ist durch die Vergrößerung der Deckschicht der weitere Vorteil gegeben, daß vollkommene Freizügigkeit in der Wahl des Abtrageverfahrens besteht Dies ist insbesondere deshalb vorteilhaft, da sich die verschiedenen Abtrageverfahren, beispielsweise mechanische oder solche, die mit Elektronen- oder Laserstrahlen arbeiten oder auf Funkenerosion beruhen, sowohl im erforderlich Aufwand als auch in der Präzision des Abtragens voneinander unterscheiden. Der gewünschte genaue Abgleich ist dann bei einem relativ groben und dementsprechend weniger aufwendigen Abtrageverfahren wieder dadurch erzielbar, daß die Flächenabschnitte der Grundschicht derart ausgebildet werden, daß sie in ihrer Ausdehnung in einem größeren Verhältnis als eins zu zwei zueinander stehen, wobei die gemeinsame Deckschicht in ihrer Ausdehnung entsprechend vergrößert wird.tion of the specific capacity is used must come. Furthermore, the enlargement of the cover layer has the further advantage that There is complete freedom of movement in the choice of the removal procedure. This is particularly the case for this reason advantageous because the various removal methods, for example mechanical or those that use Electron or laser beams work or are based on spark erosion, both in terms of effort as well as in the precision of the removal from each other. The exact one you want Adjustment is then with a relatively coarse and correspondingly less complex removal process again achievable in that the surface sections of the base layer are formed in such a way that they are in their extent in a ratio greater than one to two to each other, the common Cover layer is enlarged accordingly in its extent.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand eines in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert ohne jedoch auf dieses Ausfühungsbeispiel und die daraus ersichtliche Technologie beschränkt zu sein. Im einzelnen zeigtThe invention is explained in more detail below with reference to an exemplary embodiment shown in the figures explained without being limited to this exemplary embodiment and the technology evident from it be. In detail shows
F i g. 1 einen in Schichttechnik hergestellten Kondensator nach der Erfindung in Aufsicht undF i g. 1 a layered capacitor according to the invention in plan view and
F i g. 2 einen Schnitt durch den in Fi g. 1 dargestellten Kondensator gemäß der Linie A-A in F i g. 1.F i g. 2 shows a section through the in Fi g. 1 shown capacitor according to the line AA in F i g. 1.
In den Figuren ist auf einem isolierenden .Substratkörper 1 ein in Schichttechnik hergestellter aus einer in ungleich große Flächenabschnitte 4, 5 unterteilten, elektrisch leitenden Grundschicht, bespielsweise aus Aluminium, einer dielektrischen Schicht, beispielsweise aus Siliziummonoxid und einer elektrisch leitenden, beispielsweise aus Aluminium bestehenden Deckschicht 7 gebildeter Kondensator aufgebaut Die Rächenabschnitte 4, 5 der elektrisch leitenden Grundschicht des Kondensators ruhen dabei auf dem Substratkörper I, sind nebeneinander angeordnet, mit Anschlüssen 2, 3 versehen, die beispielsweise aus Gold bestehen. Wie aus F i g. 1 ersichtlich, unterscheiden sich die Flächenabschnitte 4, 5 der Grundbeläge in ihrer Ausdehnung mindestens im Verhältnis eins zu zwei voneinander. Auf der unterteilten Grundschicht ist ferner die dielektrische Schicht 6 und darauf die leitende Deckschicht 7 aufgebracht Die Deckschicht 7 ist dabei den beiden Flächenabschnitten 4, 5 der Grundschicht derart zugeordnet, daß sie diese Flächenabschnitte 4, 5 teilweise überdeckt. Die Anschlüsse 2,3 des Kondensators sind an einem Teil des Randes der Flächenabschnitte 4,5 der Grundschicht unterlegt, wodurch eine sichere elektrische Kontaktierung zwischen den Anschlüssen 2, 3 und den Flächenabschnitten 4, 5 gewährleistet ist. Außerdem sind zwischen den Anschlüssen 2,3 und dem Substratkörper 1 Haftschichten 8, 9, beispielsweise ausIn the figures is on an insulating .Substratkörper 1 a layered technique made from one subdivided into unequal area sections 4, 5, electrically conductive base layer, for example from Aluminum, a dielectric layer, for example made of silicon monoxide and an electrically conductive, For example, made of aluminum cover layer 7 formed capacitor built up 4, 5 of the electrically conductive base layer of the capacitor rest on the substrate body I, are arranged next to each other, provided with connections 2, 3, which for example consist of gold. How out F i g. 1, the surface sections 4, 5 of the base coverings differ in their extent at least in a ratio of one to two of each other. On top of the subdivided base layer is also the dielectric Layer 6 and then the conductive cover layer 7 applied. The cover layer 7 is the two Surface sections 4, 5 of the base layer are assigned in such a way that these surface sections 4, 5 partially covered. The connections 2,3 of the capacitor are underlaid on part of the edge of the surface sections 4.5 of the base layer, creating a safe electrical contact between the connections 2, 3 and the surface sections 4, 5 is guaranteed. In addition, between the connections 2, 3 and the substrate body 1, adhesive layers 8, 9, for example made of
ίο Chrom-Nickel angeordnet, die für eine sichere Haftung der Anschlüsse 2,3 sorgen.ίο Chrome-nickel arranged for a secure adhesion of the connections 2.3.
Durch diese Ausgestaltung des Kondensators entsteht eine Reihenschaltung von zwei Teilkondensatoren Ch Cb unterschiedlicher Kapazität, wobei die Deckschicht 7 als gemeinsamer Belag der Teilkondensatoren Ch Cb dient Der Kapazitätswert dieser Teilkondensatoren C3, Cb ergibt sich, wenn man von Streukapazitäten absieht, aus den Flächen auf denen die Flächenabschnitte 4, 5 der Grundschicht jeweils von der gemeinsamen,Through this embodiment of the capacitor produces a series connection of two sub-capacitors Ch Cb different capacities, wherein the cover layer 7 serves as a common coating of the sub-capacitors Ch Cb The capacitance value of this sub-capacitors C 3, C b obtained if one disregards stray capacitances from the surfaces on which the surface sections 4, 5 of the base layer in each case from the common,
2ü kapazitätsbestimmten Deckschid" 7 überdeckt werden. Begrenzungen dieser Flächen sind ·η F i g. 2 durch Pfeile 10 angedeutet Durch die Aufteilung des Kondensators in eine Reihenschaltung von zwei Teilkondensatoren C1, Cb, die eine als gemeinsamer Zwischenbelag wirkende2ü capacitance-determined cover sheet "7 are covered. Limitations of these areas are indicated by arrows 10. By dividing the capacitor into a series circuit of two partial capacitors C 1 , Cb, one acting as a common intermediate layer
j?5 Deckschicht 7 aufweisen, wird die Deckschicht 7 im Vergleich zu einem einfachen Schichtkondensator gleicher Kapazität erheblich vergrößert und somit die Abgleichbarkeit des Kondensators durch Abtragen dar Deckschicht, beispielsweise durch die bereits erwähntenj? 5 cover layer 7, the cover layer 7 in Compared to a simple film capacitor with the same capacitance significantly increased and thus the Adjustability of the capacitor by removing the cover layer, for example by means of the ones already mentioned
j» Abtrageverfahren, in großem Umfang verbessert Dazu kommt noch, daß vollkommene Freizügigkeit in der Wahl des Abtrageverfahrens besteht. Insbesondere ist der Vorteil gegeben, daß bei einer starken Vergrößerung der Deckschicht 7 im Bereich des Teilkondensators Ci gröbere, dafür aber auch weniger aufwendige und problemlosere Abtrage verfahren zum genauen Kapazitätsabgleich des Kondensators anwendbar sind. Somit ist durch die Erfindung gewährleistet daß innerhalb eines Schaltkreises genau abgleichbare Kondensatoren auch bei weit auseinanderliegenden Kapazitätswerten realisierbar sind, wobei zusätzlich die Vorteile gegeben sind, daß für die Kondensatoren mit kleinen Kapazitätswerten keine besonderen Strukturen, keine anderen Technologien und keine anderen Dielektrika erforderlieh sind.j »Dismantling procedure, improved to a large extent In addition, there is complete freedom of movement in the choice of the deletion procedure. In particular, there is the advantage that when the cover layer 7 is greatly enlarged in the area of the partial capacitor Ci, more coarse, but also less complex and more problem-free removal methods can be used to precisely adjust the capacitance of the capacitor. The invention thus ensures that capacitors that can be precisely adjusted within a circuit can also be implemented with capacitance values that are far apart, with the additional advantages that no special structures, no other technologies and no other dielectrics are required for the capacitors with small capacitance values.
Claims (1)
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